KR20060081110A - Method for forming symmetric nozzles of inkjet printhead - Google Patents
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Abstract
잉크젯 프린트헤드의 대칭형 노즐 형성 방법이 개시된다. 개시된 노즐 형성 방법은, 제1 표면과 제2 표면을 가진 실리콘 기판을 준비하는 단계와, 상기 실리콘 기판의 제1 표면을 부분적으로 식각하여 실질적으로 뒤집어진 피라미드 형상을 가진 잉크 도입부를 형성하는 단계와, 상기 실리콘 기판의 제2 표면을 연마하여 상기 실리콘 기판의 두께를 원하는 두께로 감소시키는 단계와, 상기 실리콘 기판의 제2 표면을 부분적으로 식각하여 상기 잉크 도입부와 연통되는 잉크 토출구를 형성하는 단계를 구비한다. 상기 실리콘 기판의 제1 표면에 대한 식각은 이방성 습식 식각 방법에 의해 수행될 수 있고, 상기 제2 표면에 대한 연마는 화학적-기계적 연마(CMP) 방법에 의해 수행될 수 있으며, 상기 제2 표면에 대한 식각은 건식 식각에 의해 수행될 수 있다. 이와 같은 본 발명에 의하면, CMP 공정에 의한 결함의 발생 여부에 관계 없이 노즐을 정확하게 대칭형으로 형성할 수 있게 되므로, 노즐을 통해 토출되는 잉크 액적의 토출 방향의 직진성과 잉크 액적의 부피의 균일성 및 잉크 액적의 토출 속도의 균일성이 향상된다. A method of forming a symmetrical nozzle of an inkjet printhead is disclosed. The disclosed nozzle forming method comprises the steps of preparing a silicon substrate having a first surface and a second surface, partially etching the first surface of the silicon substrate to form an ink introduction portion having a substantially inverted pyramid shape; Polishing the second surface of the silicon substrate to reduce the thickness of the silicon substrate to a desired thickness; and partially etching the second surface of the silicon substrate to form an ink discharge port in communication with the ink introduction portion. Equipped. Etching of the first surface of the silicon substrate may be performed by an anisotropic wet etching method, and polishing of the second surface may be performed by a chemical-mechanical polishing (CMP) method. The etching may be performed by dry etching. According to the present invention, since the nozzle can be formed symmetrically accurately regardless of whether or not a defect is generated by the CMP process, the straightness of the ejection direction of the ink droplets ejected through the nozzle and the uniformity of the volume of the ink droplets and The uniformity of the ejection speed of the ink droplets is improved.
Description
도 1은 종래의 압전구동 방식의 잉크젯 프린트헤드의 일반적인 구성을 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a general configuration of a conventional piezoelectric drive inkjet printhead.
도 2a 내지 도 2e는 도 1에 도시된 종래의 노즐 형성 방법을 단계적으로 설명하기 위한 단면도들이다. 2A through 2E are cross-sectional views for explaining a conventional nozzle forming method shown in FIG. 1 step by step.
도 3a와 도 3b는 종래의 노즐 형성 방법의 문제점을 설명하기 위한 노즐의 평면도와 단면도이다. 3A and 3B are a plan view and a cross-sectional view of a nozzle for explaining a problem of a conventional nozzle forming method.
도 4a 내지 도 4i는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대칭형 노즐 형성 방법을 단계적으로 설명하기 위한 단면도들이다. 4A to 4I are cross-sectional views for explaining a method of forming a symmetrical nozzle according to a preferred embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 노즐 형성 방법에 의해 형성된 노즐들로부터 토출되는 잉크 액적의 탄착점의 편차를 종래 기술과 비교하여 보여주는 그래프들이다. 5 are graphs showing the variation of the impact point of the ink droplets ejected from the nozzles formed by the nozzle forming method according to the present invention in comparison with the prior art.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
110...실리콘 기판 111,111'...제1 실리콘 산화막110 silicon substrate 111111 111 first silicon oxide film
112,112'...제2 실리콘 산화막 113...제1 개구112,112 '... second
114...제2 개구 120...노즐114 second opening 120 nozzle
120...노즐 121...잉크 도입부
120
122...잉크 토출구122.Ink discharge port
본 발명은 잉크젯 프린트헤드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 잉크를 토출하기 위한 노즐을 정확한 대칭형으로 형성할 수 있는 잉크젯 프린트헤드의 노즐 형성 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an inkjet printhead, and more particularly, to a nozzle forming method of an inkjet printhead capable of accurately forming a nozzle for ejecting ink.
일반적으로 잉크젯 프린트헤드는, 인쇄용 잉크의 미소한 액적(droplet)을 용지나 직물 등 인쇄 대상물 상의 원하는 위치에 토출시켜서 인쇄 대상물의 표면에 소정 색상의 화상을 인쇄하는 장치이다. 이러한 잉크젯 프린트헤드는 잉크 토출 방식에 따라 크게 두 가지로 나뉠 수 있다. 그 하나는 열구동 방식의 잉크젯 프린트헤드이고, 다른 하나는 압전구동 방식의 잉크젯 프린트헤드이다. In general, an inkjet printhead is an apparatus for printing an image of a predetermined color on the surface of a printing object by ejecting a small droplet of printing ink to a desired position on the printing object such as paper or fabric. Such inkjet printheads can be classified into two types according to ink ejection methods. One is a thermal drive inkjet printhead, and the other is a piezoelectric drive inkjet printhead.
상기 열구동 방식의 잉크젯 프린트헤드에서의 잉크 액적 토출 메카니즘을 설명하면 다음과 같다. 저항 발열체로 이루어진 히터에 펄스 형태의 전류가 흐르게 되면, 히터에서 열이 발생되면서 히터에 인접한 잉크를 짧은 시간내에 가열함에 따라 잉크가 비등하면서 버블이 생성되고, 생성된 버블은 팽창하여 잉크 챔버 내에 채워진 잉크에 압력을 가하게 된다. 이로 인해 노즐 부근에 있던 잉크가 노즐을 통해 액적의 형태로 잉크 챔버 밖으로 토출된다. The ink droplet ejection mechanism in the thermally driven inkjet printhead will be described below. When a pulse-type current flows to a heater made of a resistive heating element, as the heat is generated in the heater and the ink adjacent to the heater is heated in a short time, bubbles are generated as the ink is boiled, and the bubbles generated are expanded and filled in the ink chamber. Pressure is applied to the ink. As a result, the ink near the nozzle is discharged out of the ink chamber in the form of droplets through the nozzle.
상기 압전구동 방식의 잉크젯 프린트헤드는, 압전체를 사용하여 그 압전체의 변형으로 인해 잉크에 가해지는 압력으로 잉크를 토출시키는 방식의 잉크젯 프린트 헤드로서, 도 1에 그 일반적인 구성이 도시되어 있다. The piezoelectric drive-type inkjet printhead is an inkjet printhead in which ink is discharged at a pressure applied to ink due to deformation of the piezoelectric body using a piezoelectric body, and a general configuration thereof is shown in FIG.
도 1을 참조하면, 유로 플레이트(20)에는 잉크 유로를 구성하는 매니폴드(23), 다수의 리스트릭터(22) 및 다수의 압력 챔버(21)가 형성되어 있으며, 노즐 플레이트(10)에는 다수의 압력 챔버(21) 각각에 대응하는 다수의 노즐(12)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 유로 플레이트(20)의 상부에는 압전 액츄에이터(40)가 마련되어 있다. 상기 매니폴드(23)는 도시되지 않은 잉크 저장고로부터 유입된 잉크를 다수의 압력 챔버(21) 각각으로 공급하는 통로이며, 리스트릭터(22)는 매니폴드(23)로부터 압력 챔버(21) 내부로 잉크가 유입되는 통로이다. 상기 다수의 압력 챔버(21)는 토출될 잉크가 채워지는 곳으로, 매니폴드(23)의 일측 또는 양측에 배열되어 있다. 이러한 압력 챔버(21)는 압전 액츄에이터(40)의 구동에 의해 그 부피가 변화함으로써 잉크의 토출 또는 유입을 위한 압력 변화를 생성하게 된다. 이를 위해, 유로 플레이트(20)의 압력 챔버(21) 상부벽을 이루게 되는 부위는 압전 액츄에이터(40)에 의해 변형되는 진동판(24)의 역할을 하게 된다. Referring to FIG. 1, a
상기 압전 액츄에이터(40)는 유로 플레이트(20) 위에 순차 적층된 하부 전극(41)과, 압전막(42)과, 상부 전극(43)으로 구성된다. 그리고, 상기 하부 전극(41)과 유로 플레이트(20) 사이에는 절연막으로서 실리콘 산화막(31)이 형성되어 있다. 하부 전극(41)은 실리콘 산화막(31)의 전 표면에 형성되며, 공통 전극의 역할을 하게 된다. 압전막(42)은 압력 챔버(11)의 상부에 위치하도록 하부 전극(41) 위에 형성된다. 상부 전극(43)은 압전막(42) 위에 형성되며, 압전막(42)에 전압을 인가하는 구동 전극의 역할을 하게 된다.
The
상기한 바와 같은 구성을 가진 잉크젯 프린트헤드에 있어서, 잉크를 토출하기 위한 노즐은 도 2a 내지 도 2e에 도시된 방법으로 형성된다. In the inkjet printhead having the above configuration, the nozzles for ejecting ink are formed by the method shown in Figs.
먼저 도 2a에 도시된 바와 같이, 노즐 플레이트(10), 즉 실리콘 기판을 준비한다. 상기 실리콘 기판(10)은 다양한 두께, 예컨대 대략 540㎛의 두께를 가질 수 있다. First, as shown in FIG. 2A, a
이어서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 실리콘 기판(10)을 화학적-기계적 연마(CMP: Chemical-Mechanical Polishing)에 의해 원하는 두께, 예컨대 대략 160㎛ 정도의 두께로 가공한다. Subsequently, as shown in FIG. 2B, the
다음으로, 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 실리콘 기판(10)의 상면과 저면에 각각 제1 실리콘 산화막(13)과 제2 실리콘 산화막(14)를 형성한다. 이어서, 상기 제1 실리콘 산화막(13)을 패터닝하여 제1 개구(15)를 형성한 후, 상기 제1 개구(15)를 통해 노출된 실리콘 기판(10)의 상면을 식각하여 노즐(12)의 잉크 도입부(12a)를 형성한다. 이 때, 실리콘 기판(10)의 상면을 이방성 습식 식각함으로써, 상기 잉크 도입부(12a)를 뒤집어진 피라미드 형상으로 형성한다. Next, as illustrated in FIG. 2C, first and second
다음으로, 도 2d에 도시된 바와 같이, 상기 실리콘 기판(10)의 저면에 형성된 제2 실리콘 산화막(14)을 패터닝하여 제2 개구(16)를 형성한 후, 상기 제2 개구(16)를 통해 노출된 실리콘 기판(10)의 저면을 건식 식각하여 상기 잉크 도입부(12a)와 연통되는 잉크 토출구(12b)를 형성한다. Next, as shown in FIG. 2D, after forming the
마지막으로, 도 2e에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 실리콘 산화막(13, 14)을 제거하면, 상기 잉크 도입부(12a)와 잉크 토출구(12b)로 이루어진 노즐(12)이 상기 실리콘 기판(10)을 관통하여 형성된다. Lastly, as shown in FIG. 2E, when the first and second
그런데 상기한 바와 같은 종래의 노즐 형성 방법에 의하면, 도 3a와 도 3b에 도시된 바와 같이, 비대칭 형상의 노즐(12)이 종종 형성된다. 이러한 비대칭 형상의 노즐(12)은, 제1 개구(15)를 통해 실리콘 기판(10)의 상면을 습식 식각할 때 잉크 도입부(12a)의 네 측면들이 균일하게 식각되지 않음으로써 발생된다. 그 이유는, 잉크 도입부(12a)의 형성 전에 수행되는 실리콘 기판(10)에 대한 CMP 공정에서, 기계적 충격이 실리콘 기판(10)에 가해짐으로써 실리콘 기판(10) 내부의 결정 구조에 결함이 발생되기 때문인 것으로 추정된다. However, according to the conventional nozzle forming method as described above, as shown in Figs. 3a and 3b, the
상기한 바와 같이, 노즐(12)이 정확한 대칭 형상을 가지지 않는 경우에는 노즐(12)을 통해 토출되는 잉크 액적(D)의 직진성이 저하되는 문제점이 발생된다. 이에 따라, 도 5에 도시된 바와 같이, 다수의 노즐로부터 토출된 잉크 액적들의 탄착점이 불균일하고 그 편차도 커지게 된다. 그리고, 노즐(12)을 통해 토출되는 잉크 액적(D)의 부피도 불균일하게 되고, 잉크 액적(D)의 토출 속도도 불균일하게 되므로, 인쇄된 화상의 품질이 저하되는 문제점이 발생된다. As described above, when the
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 특히 잉크를 토출하기 위한 노즐을 정확한 대칭형으로 형성할 수 있는 잉크젯 프린트헤드의 노즐 형성 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a nozzle forming method of an inkjet printhead, in particular, capable of accurately forming a nozzle for ejecting ink.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드의 노즐 형성 방법은, The nozzle forming method of the inkjet printhead according to the present invention for achieving the above technical problem,
(가) 제1 표면과 제2 표면을 가진 실리콘 기판을 준비하는 단계;(A) preparing a silicon substrate having a first surface and a second surface;
(나) 상기 실리콘 기판의 제1 표면을 부분적으로 식각하여 실질적으로 뒤집어진 피라미드 형상을 가진 잉크 도입부를 형성하는 단계;(B) partially etching the first surface of the silicon substrate to form an ink introduction portion having a substantially inverted pyramid shape;
(다) 상기 실리콘 기판의 제2 표면을 연마하여 상기 실리콘 기판의 두께를 원하는 두께로 감소시키는 단계; 및(C) polishing the second surface of the silicon substrate to reduce the thickness of the silicon substrate to a desired thickness; And
(라) 상기 실리콘 기판의 제2 표면을 부분적으로 식각하여 상기 잉크 도입부와 연통되는 잉크 토출구를 형성하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 한다.And (d) partially etching the second surface of the silicon substrate to form an ink ejection opening communicating with the ink introduction portion.
본 발명에 있어서, 상기 (나) 단계는, 상기 실리콘 기판의 제1 표면에 제1 실리콘 산화막을 형성하는 단계와, 상기 제1 실리콘 산화막을 패터닝하여 상기 잉크 도입부가 형성될 부위에 상기 실리콘 기판의 제1 표면을 노출시키는 제1 개구를 형성하는 단계와, 상기 제1 개구를 통해 노출된 상기 실리콘 기판의 제1 표면을 식각하여 상기 잉크 도입부를 형성하는 단계와, 상기 제1 실리콘 산화막을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. In the present invention, the step (b) may include forming a first silicon oxide film on a first surface of the silicon substrate, and patterning the first silicon oxide film to form a portion of the silicon substrate on a portion where the ink introduction portion is to be formed. Forming a first opening exposing a first surface, etching the first surface of the silicon substrate exposed through the first opening to form the ink introduction portion, and removing the first silicon oxide film It may include a step.
그리고, 상기 (나) 단계에서, 상기 실리콘 기판의 제1 표면에 대한 식각은 테트라메틸 수산화 암모늄(TMAH) 또는 수산화 칼륨(KOH) 등의 이방성 식각액을 사용하여 이방성 습식 식각 방법에 의해 수행된다. In the step (b), etching of the first surface of the silicon substrate is performed by an anisotropic wet etching method using an anisotropic etching solution such as tetramethyl ammonium hydroxide (TMAH) or potassium hydroxide (KOH).
본 발명에 있어서, 상기 (다) 단계에서, 상기 실리콘 기판의 제2 표면에 대한 연마는 화학적-기계적 연마(CMP) 방법에 의해 수행될 수 있다. In the present invention, in the step (c), polishing of the second surface of the silicon substrate may be performed by a chemical-mechanical polishing (CMP) method.
본 발명에 있어서, 상기 (라) 단계는, 상기 실리콘 기판의 제2 표면에 제2 실리콘 산화막을 형성하는 단계와, 상기 제2 실리콘 산화막을 패터닝하여 상기 잉크 토출구가 형성될 부위에 상기 실리콘 기판의 제2 표면을 노출시키는 제2 개구를 형성하는 단계와, 상기 제2 개구를 통해 노출된 상기 실리콘 기판의 제2 표면을 식각하여 상기 잉크 토출구를 형성하는 단계와, 상기 제2 실리콘 산화막을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. In the present invention, the step (d) may include forming a second silicon oxide film on the second surface of the silicon substrate, and patterning the second silicon oxide film to form a portion of the silicon substrate on a portion where the ink discharge hole is to be formed. Forming a second opening exposing a second surface, etching the second surface of the silicon substrate exposed through the second opening to form the ink discharge port, and removing the second silicon oxide film It may include a step.
그리고, 상기 (라) 단계에서, 상기 실리콘 기판의 제2 표면에 대한 식각은 건식 식각 방법, 예컨대 유도 결합 플라즈마(ICP)에 의한 반응성 이온 식각(RIE) 방법에 의해 수행될 수 있다. In the step (d), etching of the second surface of the silicon substrate may be performed by a dry etching method, for example, a reactive ion etching (RIE) method using an inductively coupled plasma (ICP).
이와 같은 본 발명에 의하면, CMP 공정에 의한 결함의 발생 여부에 관계 없이 노즐을 정확하게 대칭형으로 형성할 수 있게 되므로, 노즐을 통해 토출되는 잉크 액적의 토출 방향의 직진성과 잉크 액적의 부피의 균일성 및 잉크 액적의 토출 속도의 균일성이 향상된다. According to the present invention, since the nozzle can be formed symmetrically accurately regardless of whether or not a defect is generated by the CMP process, the straightness of the ejection direction of the ink droplets ejected through the nozzle and the uniformity of the volume of the ink droplets and The uniformity of the ejection speed of the ink droplets is improved.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals refer to like elements, and the size of each element in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description.
도 4a 내지 도 4i는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대칭형 노즐 형성 방법을 단계적으로 설명하기 위한 단면도들이다. 4A to 4I are cross-sectional views for explaining a method of forming a symmetrical nozzle according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4a를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드의 노즐 형성 방법에는 실리콘 기판(110)이 사용된다. 상기 실리콘 기판(110)은 반도체 소자의 제조에 사용되는 단결정 실리콘 웨이퍼를 포함할 수 있으며, 이 실리콘 웨이퍼는 웨이퍼 메이커로부터 용이하게 구입할 수 있다. 그리고, 상기 실리콘 기판(110)은 다양한 두께, 예컨대 대략 540㎛ 정도의 두께를 가질 수 있으며, 제1 표면, 즉 상면과 제2 표면, 즉 저면을 가진다. Referring to FIG. 4A, a
다음으로, 도 4a 내지 도 4e에 도시된 바와 같이, 상기 실리콘 기판(110)의 제1 표면, 즉 상면을 부분적으로 식각하여 잉크 도입부(121)를 형성한다. Next, as shown in FIGS. 4A to 4E, the first surface, that is, the upper surface of the
상세하게 설명하면, 도 4a에 도시된 바와 같이, 준비된 실리콘 기판(110)의 상면에 제1 실리콘 산화막(111)을 형성한다. 구체적으로, 준비된 실리콘 기판(110)을 산화로에 넣고 습식 또는 건식 산화시키면, 실리콘 기판(110)의 상면이 산화되어 제1 실리콘 산화막(111)이 형성된다. 이 때, 실리콘 기판(110)의 저면에도 제1 실리콘 산화막(111')이 형성될 수 있다. 한편, 제1 실리콘 산화막(111)은 화학기상증착(CVD ; Chemical Vapor Deposition) 방법에 의해 형성될 수도 있다. In detail, as illustrated in FIG. 4A, the first
다음으로, 도 4b에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판(110)의 상면에 형성된 제1 실리콘 산화막(111)의 전 표면에 포토레지스트(PR)를 도포한 후, 도포된 포토레지스트(PR)를 패터닝한다. 이 때, 포토레지스트(PR)의 패터닝은 노광 및 현상을 포함하는 알려진 포토리소그라피 공정에 의해 이루어질 수 있다. Next, as shown in FIG. 4B, after the photoresist PR is applied to the entire surface of the first
이어서, 도 4c에 도시된 바와 같이, 패터닝된 포토레지스트(PR)를 식각 마스크로 사용하여 실리콘 기판(110)의 상면에 형성된 제1 실리콘 산화막(111)을 부분적으로 식각함으로써, 노즐의 잉크 도입부(121)가 형성될 부위에 제1 개구(113)를 형성한 후, 포토레지스트(PR)을 스트립한다. 이와 같이 형성된 제1 개구(113)에 의해 상기 실리콘 기판(110)의 상면이 노출된다.
Subsequently, as illustrated in FIG. 4C, the first
다음으로, 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 제1 개구(113)를 통해 노출된 상기 실리콘 기판(110)의 상면을 식각하여 잉크 도입부(121)를 형성한다. 이 때, 상기 제1 실리콘 산화막(111)이 식각 마스크의 역할을 하게 된다. 그리고, 이방성 식각액(etchant)으로서 예컨대, 테트라메틸 수산화 암모늄(TMAH: Tetramethyl Ammonium Hydroxide) 또는 수산화 칼륨(KOH)를 사용하여 실리콘 기판(110)의 상면을 이방성 습식 식각하면, 실리콘 기판(110) 내부의 실리콘 결정면의 방향에 따른 식각 속도의 차이에 의해 경사 식각되어 실질적으로 뒤집어진 피라미드 형상을 가진 잉크 도입부(121)가 형성될 수 있다. Next, as shown in FIG. 4D, the upper surface of the
이어서, 상기 제1 실리콘 산화막(111, 111')을 제거한다. 이 때, 제1 실리콘 산화막(111, 111')은 습식 식각이나 건식 식각에 의해 제거될 수 있다. Subsequently, the first
다음으로, 도 4e에 도시된 바와 같이, 상기 실리콘 기판(110)의 저면을 연마하여 상기 실리콘 기판(110)의 두께를 원하는 두께, 예컨대 대략 160㎛ 정도의 두께로 감소시킨다. 이 때, 상기 실리콘 기판(110)의 저면에 대한 연마는 반도체 제조 공정에서 널리 사용되고 있는 화학적-기계적 연마(CMP) 방법에 의해 수행될 수 있다. Next, as illustrated in FIG. 4E, the bottom surface of the
다음으로, 도 4f 내지 도 4i에 도시된 바와 같이, 상기 실리콘 기판(110)의 제2 표면, 즉 저면을 부분적으로 식각하여 잉크 도입부(121)와 연통되는 잉크 토출구(122)를 형성한다. Next, as illustrated in FIGS. 4F to 4I, the second surface, that is, the bottom surface of the
상세하게 설명하면, 도 4f에 도시된 바와 같이, 상기 실리콘 기판(110)의 저면에 제2 실리콘 산화막(112)을 형성한다. 구체적으로, 준비된 실리콘 기판(110)을 산화로에 넣고 습식 또는 건식 산화시키면, 실리콘 기판(110)의 저면이 산화되어 제2 실리콘 산화막(112)이 형성된다. 이 때, 실리콘 기판(110)의 상면에도 제2 실리콘 산화막(112')이 형성될 수 있다. 한편, 제2 실리콘 산화막(112)은 화학기상증착(CVD ; Chemical Vapor Deposition) 방법에 의해 형성될 수도 있다. In detail, as illustrated in FIG. 4F, a second
이어서, 도 4g에 도시된 바와 같이, 상기 실리콘 기판(100)의 저면에 형성된 상기 제2 실리콘 산화막(112)을 패터닝하여 상기 잉크 토출구(122)가 형성될 부위에 상기 실리콘 기판(110)의 저면을 노출시키는 제2 개구(114)를 형성한다. 이 때, 상기 제2 실리콘 산화막(112)의 패터닝은 전술한 도 4b와 도 4c에 도시된 것과 동일한 방법으로 수행될 수 있다. Subsequently, as shown in FIG. 4G, the second
그리고, 도 4h에 도시된 바와 같이, 상기 제2 개구(114)를 통해 노출된 상기 실리콘 기판(110)의 저면을 식각하여 원기둥 형상의 잉크 토출구(122)를 미리 형성된 잉크 도입부(121)와 연통되도록 형성한다. 이 때, 상기 제2 실리콘 산화막(112)이 식각 마스크의 역할을 하게 된다. 그리고, 상기 실리콘 기판(110)의 저면에 대한 식각은 건식 식각 방법, 예컨대 유도 결합 플라즈마(ICP)에 의한 반응성 이온 식각(RIE) 방법에 의해 수행될 수 있다. As illustrated in FIG. 4H, the bottom surface of the
이어서, 상기 제2 실리콘 산화막(112, 112')을 습식 식각이나 건식 식각에 의해 제거하게 되면, 도 4i에 도시된 바와 같이, 잉크 도입부(121)와 잉크 토출구(122)로 이루어진 노즐(120)이 실리콘 기판(110)을 관통하여 형성된다. Subsequently, when the second
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 실리콘 기판(110)에 대한 CMP 공정이 실리콘 기판(110)의 상면에 잉크 도입부(121)를 형성한 후에 수행된다. 즉, 실리콘 기판(110)의 상면에 잉크 도입부(121)를 형성하기 전에는 CMP 공정에 의한 기계적 충격이 실리콘 기판(110)이 가해지지 않으므로 실리콘 기판(110) 내부의 결정 구조에 결함이 발생되지 않는다. 따라서, 실리콘 기판(110)의 상면에 잉크 도입부(121)를 형성할 때 이러한 결함으로 인한 비균일한 식각이 일어나지 않으므로, 실리콘 기판(110)의 상면에 정확한 대칭형의 잉크 도입부(121)가 형성될 수 있는 것이다. As described above, according to the present invention, the CMP process for the
도 5는 본 발명에 따른 노즐 형성 방법에 의해 형성된 노즐들로부터 토출되는 잉크 액적의 탄착점의 편차를 종래 기술과 비교하여 보여주는 그래프들이다. 5 are graphs showing the variation of the impact point of the ink droplets ejected from the nozzles formed by the nozzle forming method according to the present invention in comparison with the prior art.
도 5에서 위쪽 그래프는 종래 기술에 의해 형성된 다수의 노즐들로부터 토출되는 잉크 액적의 탄착점의 편차를 보여주며, 아래쪽 그래프는 본 발명에 의해 형성된 다수의 노즐들로부터 토출되는 잉크 액적의 탄착점의 편차를 보여준다. 그리고, 도 5에서 "L"은 매니폴드의 왼쪽에 배열된 노즐들을 가리키고, "R"은 매니폴드의 오른쪽에 배열된 노즐들을 가리키며, "kHz"는 구동 주파수를 가리킨다.In FIG. 5, the upper graph shows the deviation of the impact point of the ink droplets ejected from the plurality of nozzles formed by the prior art, and the lower graph shows the variation of the impact point of the ink droplets ejected from the plurality of nozzles formed by the present invention. Shows. 5, "L" indicates nozzles arranged on the left side of the manifold, "R" indicates nozzles arranged on the right side of the manifold, and "kHz" indicates the driving frequency.
도 5를 보면, 종래 기술에 의해 형성된 노즐들로부터 토출되는 잉크 액적들의 실제 탄착점과 정해진 탄착점 사이의 편차는 매우 크고 또한 그 탄착점들의 편차도 매우 불균일한 것을 알 수 있다. 그러나, 본 발명에 의해 형성된 노즐들로부터 토출되는 잉크 액적들의 실제 탄착점과 정해진 탄착점 사이의 편차는 비교적 작고 또한 그 탄착점들의 편차도 균일한 것을 알 수 있다. 5, it can be seen that the deviation between the actual impact point and the predetermined impact point of the ink droplets ejected from the nozzles formed by the prior art is very large and the variation of the impact points is also very uneven. However, it can be seen that the deviation between the actual impact point and the predetermined impact point of the ink droplets ejected from the nozzles formed by the present invention is relatively small and the variation of the impact points is also uniform.
따라서, 도 5의 그래프로부터 본 발명의 노즐 형성 방법에 의하면 정확한 대칭형의 노즐이 형성될 수 있다는 것을 알 수 있다.Accordingly, it can be seen from the graph of FIG. 5 that the nozzle of the present invention can be formed with a symmetrical nozzle.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명했지만, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예컨대, 본 발명은 압전구동 방식의 잉크젯 프린트헤드 뿐만 아니라 열구동 방식의 잉크젯 프린트헤드와 같은 다양한 방식의 잉크젯 프린트헤드에도 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.While the preferred embodiments of the present invention have been described in detail, these are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. For example, the present invention can be applied not only to piezoelectric inkjet printheads but also to various types of inkjet printheads such as thermally driven inkjet printheads. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the appended claims.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 먼저 식각에 의해 노즐의 잉크 도입부를 형성한 후에 CMP 공정을 수행하게 되므로, CMP 공정에서의 결함의 발생 여부에 관계 없이 노즐, 구체적으로 노즐의 잉크 도입부를 정확하게 대칭형으로 형성할 수 있게 된다. As described above, according to the present invention, since the ink introduction portion of the nozzle is first formed by etching and then the CMP process is performed, the ink introduction portion of the nozzle, specifically, the nozzle, is irrespective of whether or not a defect occurs in the CMP process. It can be formed exactly symmetrically.
따라서, 노즐을 통해 토출되는 잉크 액적의 토출 방향의 직진성이 향상될 뿐만 아니라, 잉크 액적의 부피의 균일성과 잉크 액적의 토출 속도의 균일성도 향상되므로, 인쇄된 화상의 품질이 좋아지는 장점이 있다. Therefore, not only the straightness of the ejection direction of the ink droplets ejected through the nozzle is improved, but also the uniformity of the volume of the ink droplets and the uniformity of the ejection speed of the ink droplets are improved, so that the quality of the printed image is improved.
Claims (6)
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Families Citing this family (3)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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